最近在各種新聞和資訊中，5G成為頻繁出現(xiàn)的熱詞：雄安新區(qū)要建立5G創(chuàng)新示范區(qū)，最近即將發(fā)布第一版5G標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)和信息化部正在部署5G外場(chǎng)試驗(yàn)?zāi)敲?G究竟是什么？5G網(wǎng)絡(luò)相比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)有怎樣的優(yōu)勢(shì)？它又能給我們帶來(lái)什么樣的應(yīng)用前景呢？

　　移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展歷程

　　5G（G是英文單詞生成的首字母）就是第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)。綜觀移動(dòng)通信的發(fā)展歷程，當(dāng)代移動(dòng)通信已經(jīng)經(jīng)歷了4個(gè)階段。

　　早在30年前，中國(guó)就引入了第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，也就是模擬“大哥大”的時(shí)代，由于成本昂貴，話費(fèi)高，只為極少數(shù)人擁有。隨后，越來(lái)越多的移動(dòng)通信需求也引領(lǐng)了國(guó)內(nèi)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的更新?lián)Q代。

　　第二代GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)（2G）讓普通人也擁有了手機(jī)，但主要功能就是打電話，發(fā)短信。

　　第三代移動(dòng)通信（3G）以多媒體通信為特征，其高速率更方便用戶通過(guò)手機(jī)接入互聯(lián)網(wǎng)，手機(jī)屏幕也越來(lái)越大，各種移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用大大方便了人們的日常生活。

　　而當(dāng)3G網(wǎng)絡(luò)不能再滿足人們的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求時(shí)，目前正在鋪開(kāi)的4G（即LTE）網(wǎng)絡(luò)也就孕育而生.4G與3G相比，可以提供更高傳輸速率和更短時(shí)延來(lái)支持視頻業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)游戲等，其通信速率大大提高，標(biāo)志著無(wú)線寬帶時(shí)代的到來(lái)。

　　5G是什么

　　從1G到4G，大家直觀的感受是通信速率的提升，那么順著這個(gè)思路繼續(xù)做一個(gè)判斷，5G也只是速率的提升嗎？

　　作為5G最官方的國(guó)際組織，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）早在2015年年年就明確了5G的意愿首先5G包括了三個(gè)方面的應(yīng)用場(chǎng)景：一是增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（embB基因基因），二是大規(guī)模機(jī)器通信（MMTC），三是高可靠低時(shí)延通信（URLLC）。

　　相比之前的四代移動(dòng)通信系統(tǒng)，國(guó)際電信聯(lián)盟首次在目標(biāo)中明確了5G對(duì)機(jī)器通信及工業(yè)控制的支持。其次國(guó)際電信聯(lián)盟定義了5G的能力指標(biāo)，體現(xiàn)為一系列指標(biāo)的組合。可以看到，5G和4G相比，不再單純是峰值傳輸速率的提升，而是綜合考慮8個(gè)技術(shù)指標(biāo)：峰值速率，用戶體驗(yàn)速率，頻譜效率，移動(dòng)性，時(shí)延，連接密度，網(wǎng)絡(luò)能量效率和流量密度。這8個(gè)技術(shù)指標(biāo)并不是同時(shí)都需要支持，而是分別適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

　　具體來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)需要支持連續(xù)廣覆蓋和熱點(diǎn)高容量，并對(duì)每個(gè)用戶保證提供100兆的用戶體驗(yàn)速率。針對(duì)增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶場(chǎng)景，網(wǎng)絡(luò)需要支持高達(dá)20吉的下行峰值速率可以想象，現(xiàn)在用有線寬帶都要下載數(shù)小時(shí)的藍(lán)光電影，未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)可以用短短幾分鐘甚至數(shù)十秒就下載完成。

　　同時(shí)，考慮到未來(lái)高鐵的速度不僅僅停留在350千米每時(shí)，5G還需要提供支持高達(dá)500千米每時(shí)的移動(dòng)速度。可以在快速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)享受增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR ）等需要大帶寬的超高清業(yè)務(wù)。

　　對(duì)于高可靠低時(shí)延通信場(chǎng)景，5G可以提供低至1毫秒的端到端時(shí)延，是目前LTE時(shí)延指標(biāo)的1/10。同時(shí)通信的可靠性要求為誤碼率小于十萬(wàn)分之一。這么苛刻的技術(shù)指標(biāo)主要為了滿足車聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)控制等行業(yè)應(yīng)用，這類應(yīng)用需要時(shí)延和可靠性具有極高的指標(biāo)要求。

　　對(duì)于大規(guī)模機(jī)器通信場(chǎng)景，主要需能滿足每平方千米100萬(wàn)連接密度的指標(biāo)要求。同時(shí)還要保證終端的低成本和低功耗，因此這種技術(shù)可以面向智慧城市，環(huán)境監(jiān)測(cè)等物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景。

　　暢想5G時(shí)代

　　前面介紹了5G的優(yōu)勢(shì)和目前的發(fā)展情況，但即將到來(lái)的5G究竟能我們的生活帶來(lái)什么樣的變化有一句話非常貼切：4G改變生活，5G改變社會(huì)。

　　5G不僅僅關(guān)注了人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的需求，還推動(dòng)了各種感知設(shè)備以及車輛等的萬(wàn)物互聯(lián)。

　　在5G部署初期，增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶將是5G網(wǎng)絡(luò)的核心應(yīng)用場(chǎng)景.5G首先會(huì)聚焦個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域，提供諸如4K / 8K超高清視頻，AR和VR等應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)無(wú)處不在的高清體驗(yàn)。

　　隨著5G的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，將逐步支持大規(guī)模機(jī)器通信和高可靠低時(shí)延通信的能力，5G網(wǎng)絡(luò)將更關(guān)注垂直行業(yè)應(yīng)用。這些行業(yè)涉及生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，如工業(yè)，農(nóng)業(yè)，交通運(yùn)輸，醫(yī)療和公共安全等，實(shí)現(xiàn)更為廣泛的萬(wàn)物互聯(lián)。

　　大規(guī)模機(jī)器通信的應(yīng)用場(chǎng)景包括：智慧城市應(yīng)用中的各類公共設(shè)施監(jiān)控，智慧家居，智能路燈，消防和門(mén)鎖等安全應(yīng)用;智慧農(nóng)業(yè)的環(huán)境和溫，濕度監(jiān)控，自動(dòng)噴灌系統(tǒng);工業(yè)領(lǐng)域中各種設(shè)備監(jiān)控，智能制造，物資存儲(chǔ)和物流標(biāo)簽等。

　　這些應(yīng)用呈現(xiàn)出一些基本特征，即數(shù)量巨大但數(shù)據(jù)量較小，覆蓋面廣且需要低功耗來(lái)滿足電池供電下較長(zhǎng)的工作時(shí)間.3G / 4G網(wǎng)絡(luò)由于主要考慮人聯(lián)網(wǎng)的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并不十分貼合這些物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的功耗和大容量需求。

　　至于高可靠低時(shí)延通信場(chǎng)景，這里借助車聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)明5G對(duì)業(yè)務(wù)能力的影響。在這一領(lǐng)域，基于4G的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)定義完成，主要支持三方面的應(yīng)用，包括信息娛樂(lè)服務(wù)，交通效率提升以及安全應(yīng)用。但由于4G技術(shù)支持的數(shù)據(jù)量較小且時(shí)延較大，只能支持最基本的安全應(yīng)用，如前方車輛提醒，事故或危險(xiǎn)路段提醒等。對(duì)于真正意義上的自動(dòng)駕駛，由于車輛間要頻繁快速地交互車輛行駛狀態(tài)，如車速，方向和制動(dòng)等信息，需要3毫秒以下的時(shí)延來(lái)支持這些數(shù)據(jù)的傳輸。同時(shí)，對(duì)攝像頭等大帶寬傳感器的數(shù)據(jù)傳輸，又需要更大的傳輸通道。這在目前的4G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

　　同樣可以看到，工業(yè)控制，遠(yuǎn)程手術(shù)等需要精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)控制的領(lǐng)域，都需要依靠5G的技術(shù)特性才能實(shí)現(xiàn)。

　　因此隨著5G技術(shù)對(duì)三大場(chǎng)景的全面支持，大大擴(kuò)展了原來(lái)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的業(yè)務(wù)范圍，5G將改變社會(huì)中諸多行業(yè)的運(yùn)行方式，讓社會(huì)更智能，更高效，讓生活更為便捷美好。讓我們期待這個(gè)5G新時(shí)代的到來(lái)吧。

　　5G是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的終結(jié)者嗎

　　也許有人會(huì)問(wèn)，5G這么完美，那其他通信手段如無(wú)線網(wǎng)絡(luò)還會(huì)存在嗎？

　　首先需要明確的是，5G是授權(quán)頻段技術(shù)，而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)工作在非授權(quán)頻段，因此無(wú)線無(wú)須巨額的頻譜使用費(fèi).WiFi的設(shè)計(jì)理念就是簡(jiǎn)單，通用，但由于非授權(quán)頻段存在大量干擾，因此無(wú)線僅提供盡力而為的業(yè)務(wù)。

　　無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的靈活和低成本讓它仍然是5G階段室內(nèi)重要的接入手段之一，第三代合作伙伴計(jì)劃（3GPP）也在討論5G和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的融合。最終可實(shí)現(xiàn)當(dāng)用戶從室外來(lái)到室內(nèi)，可以平滑無(wú)感知的從5G網(wǎng)絡(luò)切換到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。